(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な感光ドラムと、弾性層を有し回転軸を軸として回転可能に支持されるとともに前記感光ドラムに接触して電圧が印加されることによって前記感光ドラムを帯電するための帯電ローラと、前記帯電ローラを前記感光ドラムに向かう方向に付勢する付勢部材と、を備え、画像形成装置に着脱可能な画像形成ユニットにおいて、
前記帯電ローラの回転軸線を中心として回動可能に支持され、前記感光ドラムの周面の一部に接触することによって前記感光ドラムと前記帯電ローラとを離間させる離間部材と、
前記感光ドラムの回転軸線を回転中心として前記感光ドラムと一体で回転するように前記感光ドラムに固定され、前記画像形成装置から入力された駆動力を受けて回転する第１のギアと、
前記第１のギアと前記離間部材に係合し、前記第１のギアから前記駆動力を受けて前記感光ドラムと前記帯電ローラとを離間させている前記離間部材を前記感光ドラムの周面から離れる方向に回動させて前記帯電ローラと前記感光ドラムとを当接させる第２のギアと、を有し、
前記離間部材は、前記第２のギアと係合して前記駆動力を受けるギア部と、前記帯電ローラと前記感光ドラムとを離間させている時に前記感光ドラムの周面の一部に接触する離間保持部を有し、前記離間保持部は前記帯電ローラと前記感光ドラムとが離間している状態で前記離間保持部よりも前記感光ドラムの回転中心側に曲率中心がある曲率を有する形状を有し、前記曲率の曲率半径は前記感光ドラムの周面の曲率半径以上であり、
前記ギア部と前記第２のギアとの係合部が、前記離間部材の回動軸線と前記感光ドラムの回転軸線とを結ぶ直線上から外れた位置に位置し、かつ前記ギア部と前記第２のギアは前記離間部材が回動する時に互いに圧縮させられるような力を受けないことを特徴とする画像形成ユニット。
【請求項２】
前記離間保持部の前記曲率を有する形状は前記感光ドラムの周面に沿った形状であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に装着可能な画像形成ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
メンテナンスを容易にするために、画像形成に関る部品を一体にしたユニット交換方式を採用する電子写真方式の画像形成装置が多くなってきた。このような画像形成ユニット（以下、プロセスカートリッジ）の多くは、帯電部材としての帯電ローラを感光体と接触させて帯電させる接触帯電方式を採用している。このような接触帯電方式を採用するプロセスカートリッジにおいて、帯電ローラと感光体を長期間接触させたたま放置すると、帯電ローラの変形等により画像不良が生じることが知られている。
【０００３】
このような画像不良を抑制するため、スペーサにより感光体と帯電ローラを離間させてからプロセスカートリッジを出荷していた。そして、ユーザがプロセスカートリッジを装置に装着する際に、スペーサを取り外していた。
【０００４】
しかし、このような構成では、装着時にユーザがスペーサを取り外す手間がかかる。また、ユーザがスペーサを外し忘れたまま画像形成装置を使用した場合、紙詰まりや転写不良等の画像不良が発生する原因となる。
【０００５】
そこで、特許文献１には感光体が回転することによって離間されていた帯電ローラが感光体に当接するような構成が開示されている。具体的には、帯電ローラの回転軸に嵌められた扇状のギア（離間部材）によって、感光体と帯電ローラを離間させる構成が開示されている。このような構成で、感光体を回転させると、扇状のギアが回転して感光体と帯電ローラが当接する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−９５５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
プロセスカートリッジは工場出荷から装置に装着されるまでの間、輸送・陳列等により加振される。特許文献１に記載の構成は、感光体に対して点接触する扇状の離間部材を採用されている。そのため、加振されることによって離間部材が外れて感光体と帯電ローラが意図せず当接してしまう場合があった。
【０００８】
このような振動による意図しない帯電ローラと感光体の当接を抑制するために、プロセスカートリッジを緩衝材で包んで輸送することが考えられる。しかし、緩衝材はプロセスカートリッジを取り出した後は廃棄されるため使用には慎重になるべきである。また、緩衝材を用いる場合、プロセスカートリッジの個装箱寸法が大きくなり、プロセスカートリッジを輸送するための環境負荷が大きくなってしまう。
【０００９】
そこで、運送時の振動（場合によっては落下）による離間部材の意図しない外れの発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明の画像形成ユニットは「回転可能な感光ドラムと、弾性層を有し回転軸を軸として回転可能に支持されるとともに前記感光ドラムに接触して電圧が印加されることによって前記感光ドラムを帯電するための帯電ローラと、前記帯電ローラを前記感光ドラムに向かう方向に付勢する付勢部材と、を備え、画像形成装置に着脱可能な画像形成ユニットにおいて、前記帯電ローラの回転軸線を中心として回動可能に支持され、前記感光ドラムの周面の一部に接触することによって前記感光ドラムと前記帯電ローラとを離間させる離間部材と、前記感光ドラムの回転軸線を回転中心として前記感光ドラムと一体で回転するように前記感光ドラムに固定され、前記画像形成装置から入力された駆動力を受けて回転する第１のギアと、前記第１のギアと前記離間部材に係合し、前記第１のギアから前記駆動力を受けて前記感光ドラムと前記帯電ローラとを離間させている前記離間部材を前記感光ドラムの周面から離れる方向に回動させて前記帯電ローラと前記感光ドラムとを当接させる第２のギアと、を有し、前記離間部材は、前記第２のギアと係合して前記駆動力を受けるギア部と、前記帯電ローラと前記感光ドラムとを離間させている時に前記感光ドラムに接触する離間保持部を有し、前記離間保持部は前記帯電ローラと前記感光ドラムとが離間している状態で前記離間保持部よりも前記感光ドラムの回転中心側に曲率中心がある曲率を有する形状を有し、前記曲率の曲率半径は前記感光ドラムの周面の曲率半径以上であり、前記ギア部と前記第２のギアとの係合部が、前記離間部材の回動軸線と前記感光ドラムの回転軸線とを結ぶ直線上から外れた位置に位置し、かつ前記ギア部と前記第２のギアは前記離間部材が回動する時に互いに圧縮させられるような力を受けないことを」特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、運送時の振動による離間部材の意図しない外れの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像形成装置の構成を説明するための模式図である。
【図２】自動当接機構の概略構成を説明するための斜視図である。
【図３】離間構成を示す概略図である。
【図４】離間部の形状を説明するための図である。
【図５】画像形成装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図６】画像形成装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】専用治工具による再離間工程を説明するための図である。
【図８】離間構成の変形例を示す概略図である。
【図９】画像形成装置の構成を説明するための模式図である。
【図１０】離間構成の変形例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施例１）
はじめに、画像形成装置の全体構成について、図１を用いて説明する。その後、帯電ローラと感光体の離間機構および駆動入力に伴う当接機構（以下、自動当接構成）について詳細に説明する。
【００１４】
§１．｛画像形成装置の全体構成について｝
本例の画像形成装置は、図１に示すように、感光体（像担持体）としての感光ドラム１の周囲に、その回転方向（矢印方向）に沿って順に、帯電装置としての帯電ローラ２、現像装置４、転写装置５、クリーニング装置８、が配設されている。また、転写装置５よりも記録材Ｐの搬送方向下流側に、定着装置６が配設されている。なお、メンテナンスを容易にする装置本体と着脱自在なプロセスカートリッジは感光ドラム１、帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置８を一体としたものである。次に、画像形成（画像形成処理）に関与する個々の画像形成部（画像形成部材）について、順に、説明する。
【００１５】
■（感光体について）
回転可能な像担持体として感光ドラム１は、負帯電特性の有機光半導体である感光層を有した円筒状（ドラム型）の電子写真感光体である。この感光ドラム１は、直径が３０ｍｍ、長手方向の長さが３６０ｍｍであり、１５０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で矢印方向（画像形成時：正方向）にモータによって回転駆動される。
【００１６】
■（帯電装置について）
本例の帯電装置は、感光ドラムと接触する帯電部材としての帯電ローラ２に帯電バイアスを印加する構成を採用している。具体的には、直径が１４ｍｍ、長手方向の長さが３２２ｍｍで、画像形成時に感光ドラムに従動回転する。帯電ローラは感光ドラムに向かってバネ１０１によって付勢されている。また、印加手段としての高圧電源Ｓから帯電バイアス（ＤＣ電圧：−９００Ｖ、ＡＣピーク間電圧：１５００Ｖ）が帯電ローラに印加されることによって、感光ドラムは均一に帯電される。ここで、帯電ローラ２は感光ドラム１に向けて付勢されているため、長期間放置されるとローラの一部が変形する恐れがある。また、感光体の帯電均一性を良好にするために、材料ゴムの低分子量成分や加硫剤・可塑剤等を含有する多層構造のゴムローラを用いている。なお、帯電ローラ２が感光ドラム１と圧接固定した状態のまま長時間置かれた場合、感光ドラム１表面に滲出した物質が付着して画像不良の原因となる。そのため、帯電ローラ２と感光ドラム１を離間させるための離間部材を備える。離間部材については後に詳述する。
【００１７】
■（その他の画像形成部について）
本例の露光装置３は、帯電装置２により帯電処理された感光ドラム１にレーザ光Ｌを照射する半導体レーザを備えたレーザビームスキャナである。具体的には、画像形成装置に入力される画像信号に基づいて、帯電装置によって帯電された感光体上に静電像を形成する。
【００１８】
現像装置４は、露光装置３によって感光ドラム１上に形成された静電像を現像剤（トナー）で現像することにより可視像化（トナー像）する。なお、現像装置４は現像スリーブを備え、現像スリーブに現像バイアスが印加されることによって現像スリーブ上に担持された現像材が電界により感光体にむけて飛翔する。なお、本例においては、感光ドラム１上の露光部（レーザ光照射部分）にトナーが付着する（反転現像方式）。
【００１９】
転写装置６は、図１に示すように、転写ローラを有している。この転写ローラ５は感光ドラム１表面に所定の押圧力をもって圧接されており、その圧接ニップ部が転写部となる。給紙カセット８から給紙された記録材Ｐ（例えば、紙、透明フィルム）はレジストローラ９によって転写部へと給送される。転写ローラに転写バイアスが印加され、感光体上に形成されたトナー像は記録材Ｐに転写される。定着装置１０は、記録材上に転写されたトナー像を定着する。定着処理を受けた記録材Ｐは、その後、機外へと排出される。また、クリーニング装置８としてのクリーニングブレードは感光ドラム１表面に残留している転写残トナーを除去する。
【００２０】
以上説明した各画像形成機器による一連の画像形成プロセスが終了し、次の画像形成動作に備えられる。
【００２１】
§２．｛自動当接構成について｝
続いて、自動当接機構について説明する。本実施例の自動離間機構は、帯電ローラ２を感光ドラム１に向けて付勢するバネ１０１と、帯電ローラと感光体を離間させる離間部材を備える。以下に、離間部材１００の感光体を離間させる形状（Ｐ１）と駆動を受ける形状（Ｐ２）について詳しく説明する。
【００２２】
■（駆動力伝達構成について）
プロセスカートリッジ５は画像形成装置本体と着脱自在（着脱可能）である。本体に装着されたプロセスカートリッジ５は、モータＭから駆動力を受ける。図２の（ａ）は本体に装着されたプロセスカートリッジの自動当接機構を説明するための図である。感光ドラム１を回転駆動するためのギア３１と本体側に設けられた駆動手段としてのモータＭのギアが係合してモータからの駆動力がカートリッジに伝えられる（Ｄ１）。
【００２３】
感光ドラム１を回転駆動するために伝達された駆動力はギア３１と接触する退避手段としてのギア３０へ伝達される（Ｄ２）。また、ギア３０に伝達された駆動力は感光ドラムの長手方向両端部に設けられた離間部材１００の被駆動部Ｐ２に伝達される（Ｄ３）。これにより、帯電ローラ２の軸に設けられた離間部材１００は回転し、離間部材１００によって離間されていた帯電ローラ２と感光ドラム１は当接する。ここで、ギア３０は２段ギアであり、離間部材１００を離間させるに足るトルクを得ることができる。なお、退避手段としてのギア３０はカートリッジに内蔵しない構成を採用してもよい。具体的には、装置本体のモータＭから直接駆動力を離間部材１００の被駆動部Ｐ２に入力してもよい。無論、退避手段としてのギア３０をカートリッジに内臓することにより、カートリッジに入力される駆動力の伝達経路を単純化することができる。
【００２４】
■（離間部材について）
図２の（ｂ）は離間部材１００の斜視図である。離間部材１００は帯電ローラ２と感光ドラム１とを離間させるために、被当接部（ここでは感光体）と当接して離間保持させる離間保持部Ｐ１を備える。本実施例では離間保持部Ｐ１と当接する被当接部は感光ドラムであるが、感光ドラム１の変わりに円弧形状（帯電ローラに向かって凸形状）のブロック等を設けても良い。をまた、離間部材１００は退避手段としてのギア３０と係合して駆動される被駆動部Ｐ２を備える。ここで、離間部材１００は帯電ローラ１の回転軸（支持軸）に対して、回転自在に設けられている。具体的には、離間部材１００は帯電ローラの回転軸に対してすき間ばめ（遊嵌：軽転合〜緩合程度）されている。ここで、帯電ローラの回転軸は直径６ｍｍ−０．００６ｍｍ／−０．０３１ｍｍ、離間部材の回転軸と係合する穴は直径６ｍｍ＋０．０５ｍｍ／＋０ｍｍ（ＪＩＳはめ合いＨ１０／ｆ１０、Ｈ９／ｆ９、Ｈ８／ｆ８程度）である。
【００２５】
また、被駆動部としてのギアはモジュール０．６程度、圧力角２０°程度である。帯電ローラ１は感光体を帯電するための帯電ギャップを安定して形成しつつ感光体と従動するために感光体に向けて１０１によって付勢される。退避手段のギア３０と被駆動部Ｐ２は前述の付勢力により圧縮させられるような力を受けない。そのため、ギアとギアの間の距離を無理に近づける方向に力がかかっていないため、駆動側と被駆動側のギアは歯底当りせずにバックラッシュを確保できる。また、強い力でギア歯面同士が圧接しないため、ギアの回転不良を抑制するだけではなく、ギアの変形による回転異常・変形によるショックの発生も抑制できる。
【００２６】
離間部材の離間保持部Ｐ１は被当接部としての感光体に対して凹形状である。具体的には、帯電ローラの回転中心と異なる方を曲率半径の中心となるような曲率を持つ形状である。言い換えると、離間部材１００の離間保持部Ｐ１の曲率中心は感光ドラム１の回転中心側にある。詳しくは、感光ドラムの直径３０ｍｍ（半径１５ｍｍ）に対して、離間保持部Ｐ１の曲率半径は１５ｍｍとしている。なお、従来構成のように、感光体に対して離間保持部材（扇状部材）が凸となる形状であると、点と点で接触するため振動に対して弱い構成になる。また、従来構成では、帯電ローラと感光ドラムが当接した後、離間部材は突き当て部によって回転規制される。ここで、離間部材が帯電ローラの回転軸に対して中間ばめ（軽圧入程度）である場合、離間部材は帯電ローラが感光体に従動回転する際に抵抗となる。このような、帯電ローラで感光ドラムを帯電すると帯電斑が生じる可能性がある。
【００２７】
■（自動当接機構の動作に関する説明）
以下に、図３を用いて自動当接機構の動作について説明する。図３の（ａ）は離間部材によって帯電ローラと感光体が離間した状態を示す模式側面図である。また、図３の（ｂ）はカートリッジに駆動力が伝達されることによって帯電ローラと感光体が当接した状態を示す模式側面図である。なお、帯電ローラ２は感光ドラム１に従動回転し、また、帯電ローラ２は加圧軸受１０２を介してバネ１０１により感光ドラム１への当接圧がかけられている。以下、図３の（ａ）の状態を離間状態、図３の（ｂ）の状態を当接状態と呼ぶ。
【００２８】
プロセスカートリッジ５は図３の（ａ）に示すような離間状態（未使用、新品状態）で出荷され、画像形成装置からの駆動を受けて図３の（ｂ）に示すような当接状態になる。
【００２９】
続いて、自動当接機構の動作前後における軸間距離の変化について説明する。図からも明らかなように、離間部材１００は扇状のギアの一部を欠いた欠け歯形状をしている。そのため、離間部材１００はモータＭから駆動を受けて、退避した後（当接状態）はモータＭからの駆動力を受けなくなる。
【００３０】
ここで、離間状態（図３の（ａ））における離間部材１００の回動中心と、感光ドラム１の回転中心との間の距離をＹとする。また、離間状態における離間部材１００の回動中心と、離間部材へ駆動力を伝える退避手段３０（ギア）の回転中心との間の距離をＹ´とする。同様に、当接状態（図３の（ｂ））における離間部材１００の回動中心と、感光ドラム１の回転中心との間の距離をＸとする。また、当接状態における離間部材１００の回動中心と、該離間部材１００へ駆動力を伝える退避手段３０の回動中心３０ａとの間の離間距離をＸ´とする。
【００３１】
このとき、感光ドラム１の回転中心と、帯電ローラ２の回転中心の関係距離はＸ＜Ｙとなる。また同様に、退避手段としてのギア３０の回転中心と、帯電ローラ２の回転中心との距離関係はＸ´＜Ｙ´となる。なお、離間状態（図３の（ａ））において、離間部材１００と退避手段３０が係合している。そのため、退避手段３０に駆動力が入らない限り離間部材１００は維持手段となるドラムギア３１等のギア列によって固定されている。
【００３２】
また、当接状態（図３の（ｂ））において、帯電ローラ２の回転中心と同軸上の離間部材１００の回動中心と、退避手段（ギア）３０の回動中心３０ａとの離間距離は、Ｘ´＜Ｙ´となる。しかしながら、離間部材１００の形状が感光ドラム１に対して凹形状になっているため、離間部材１００はギア３０と、離間解除後に再度係合しない。また、離間解除後に感光ドラム１を逆回転させたとしてもギア３０と離間部材１００が接触していないため、帯電ローラ２と感光ドラム１は再離間しない。そのため、クリーニングブレードに溜まったトナーのすり抜け防止のため感光ドラム逆回転制を行ったとしても問題が生じない。つまり、当接状態において、感光ドラム１を逆回転させても、離間状態に示すポジションに戻らない。
【００３３】
尚、本実施例では図示はしていないが、離間解除後の離間部材１００にはバネによる付勢力が掛かり感光ドラム１に接触しないようになっている。図３の（ｂ）に示す第１の姿勢（当接状態）の離間時にもバネによる付勢力は掛かっている。しかし、離間部材１００は離間状態において、維持手段となるドラムギア３１等のギア列により固定された退避手段３０の歯車と離間部材１００の欠け歯形状部１００ａとが係合している。これにより、バネの力で離間解除されることはなく、画像形成装置からの駆動力が入るまで解除されることはない。
【００３４】
■（耐振動性能と離間保持部の曲率について）
図４は離間部材１００の離間保持部Ｐ１の形状について説明するための図である。前述の通り、離間保持部Ｐ１は帯電ローラの回転中心側ではなく感光体の回転中心側に曲率中心が在る形状となっている（曲率半径＋側）。もし、離間保持部Ｐ１の形状が帯電ローラの回転中心側に曲率中心が在る形状（曲率半径−側）であれば、離間保持部と被当接部は点接触に近い形になる。
【００３５】
ここで、プロセスカートリッジに振動が加えられると、離間部材は移動しようとする（感光体と帯電ローラの接線方向の振動成分により）。ここで、離間保持部Ｐ１の形状が感光体に対して凸（曲率半径−）の場合、振動によって移動した離間部材を元の位置（安定位置）に戻す力は働かない。しかし、離間保持部Ｐ１の形状が感光体に対して凹（曲率半径が＋）の場合、振動によって離間部材が移動しても離間部材を元の位置（安定位置）に戻す力が働く。これは、離間部材１００が凹形状であるため、離間部材の回転中心と感光体の回転中心の距離が最小になる位置に離間部材１００が移動するためである。なお、距離が最小の時に、帯電ローラ２を感光ドラム１に向かって付勢するバネ１０１の長さは最長となる。
【００３６】
そのため、離間保持部（離間部）Ｐ１の形状が感光体に対して凹形状であれば、プロセスカートリッジに振動が加わったとしても感光体と帯電ローラが当接する位置へ離間部材１００が移動することを抑制することができることを特長とする。
【００３７】
なお、離間保持部Ｐ１の曲率半径は接線よりも感光体の曲率に沿う形状の方が、振動に対する耐性が増す。ここで、離間部材１００の離間保持部Ｐ１の曲線円弧はその曲線区間で一定の曲率半径１５ｍｍ（感光体の曲率略同一）となっている。無論、離間保持部Ｐ１の曲線円弧は所定の円弧曲線の曲率へ徐々に変化する曲線（緩和曲線）形状であってよい。このような形状を採用することにより、離間部材の動的安定性は向上する。なお、動的安定性は感光体の曲率半径ＲＤに近いほど安定性が向上する。つまり、図４に示すように、曲率半径Ｒ１とＲ２を比較すると、Ｒ１の方が安定性を向上することができる。
【００３８】
以上のような自動当接構成を採用することにより、ユーザが圧解除機構を解除する手間（例えば、離間ピンを抜く等）が不要となる。さらに、離間ピンの抜き忘れ等による紙詰まり、帯電不良等の画像不良の発生を抑制することができる（ユーザビリティの向上）。また、本実施例の自動当接機構では、一度外れた離間部材１００は再度結合しないような構成となっている。そのため、クリーニングブレード保護等を目的として感光体を画像形成時と逆の方向に回転させてもカートリッジ及び駆動系に過負荷状態が生じない。
【００３９】
また、被駆動部Ｐ２と退避手段３０との係合部は帯電ローラと感光体の回転中心を結ぶ直線上から外れるため、ギアの歯合部に圧力がかかることを抑制することができる。退避手段３０に駆動力が入るまで離間部材が外れにくく、離間保持部の形状が動的安定性を備えるため振動に強い。これにより、プロセスカートリッジ輸送時において、離間が解除され帯電ローラと感光ドラムが当接した場合に発生する、帯電ローラと感光ドラムとの微小摺擦する事による摺擦メモリ（感光体の汚染）や帯電ローラの変形を抑制することができる。また、帯電ローラ２から滲出した物質が感光体に付着することによる画像不良の発生を抑制することができる。
【００４０】
なお、自動当接機構に用いる駆動伝達手段としては、部品同士の摩擦抵抗や引っ掛け爪等を用いても良い。また、帯電ブラシ、帯電ブレード、クリーニングブレード等の支持軸に離間部材１００を遊嵌する構成を用いてもよい。これにより、感光ドラムに当接している画像形成に関る感光体に当接する部材が微小振動する事によるドラムメモリ（感光ドラム汚染）を抑制する事ができる。
【００４１】
§３．｛画像形成装置のブロック図｝
以下に、プロセスカートリッジを装着した画像形成装置の概略構成と動作の説明をする。
【００４２】
■（制御信号系統）
図５はプロセスカートリッジを装着した画像形成装置の概略構成を説明するためのブロック図である。画像形成装置は制御手段としてのコントローラＣを備える。コントローラＣはＣＰＵ２０（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）とメモリ２１、ドライバ２２から成る。ＣＰＵはメモリに保存されているプログラムに従い、ドライバ２２に対してモータＭ、の回転を制御する。また、コントローラＣは帯電ローラに印加する帯電バイアスやその他の画像形成部に印加するバイアスを変更することができる。また、感光体１と帯電ローラ２の間に流れる電流を検知する検知手段としての電流計２３を備える。電流計２３の検知結果はコントローラに通知され画像形成装置の制御に用いられる。具体的には、帯電ローラと感光体の当接を確認するための制御に電流計２３の検知結果を用いる。
【００４３】
■（駆動伝達系統）
続いて、駆動伝達経路について簡単に説明する。画像形成装置にはプロセスカートリッジを駆動するモータを備える。感光体１は駆動列Ｄ１を介してモータＭからの駆動力を受けて回転する。また、装置本体に設けられたモータＭからの駆動力を受けて、退避手段３０は回転する（Ｄ２）。また、離間部材１００が退避手段３０からの駆動力を被駆動部Ｐ２で受けることにより、感光体と離間した帯電ローラが感光体と当接する。なお、離間部材１００の被駆動部Ｐ２に入力される駆動列は本実施例の構成に限定されるものではない。
【００４４】
§４．｛画像形成装置の動作について｝
プロセスカートリッジが装着される画像形成装置の動作についてフローチャートを用いて説明する。
【００４５】
■（立ち上げ処理について）
図６の（ａ）は電源投入またはカートリッジ交換時からスタンバイ状態までの処理を示すフローチャートである。まず、制御手段としてのＣＰＵ２０はプロセスカートリッジが画像形成装置に装着されているか否かを検知する（Ｓ１０１）。具体的には、装置本体に設けられたセンサ（不図示）の出力に基づき、プロセスカートリッジが装着されていない場合は表示手段としてのディスプレイ（不図示）にエラー表示（Ｓ１０６）する。
【００４６】
プロセスカートリッジが装着されていた場合、ＣＰＵ２０はプロセスカートリッジの状態に応じて処理を切り換える（Ｓ１０２）。ＣＰＵ２０は画像形成ユニットとしてのプロセスカートリッジに具備されているＩＣタグに書き込まれている情報を読み取り、プロセスカートリッジの新旧判断を行う。ＣＰＵ２０はプロセスカートリッジが新品である場合Ｓ１０４の処理を実行し、新品でない場合にＳ１０３の処理を実行する。プロセスカートリッジが新品でない場合は、既に自動当接機構が動作し、帯電ローラと感光体は当接している。そのため、感光体を所定時間回転させると共に画像形成条件を調整する前多回転工程を実行し、スタンバイ状態へ移行する。
【００４７】
プロセスカートリッジが新品の場合、帯電ローラと感光体は離間している。そのため、感光体を回転駆動させて自動当接機構を動作させる。本実施例において、画像形成時と同じ方向に回転させて帯電ローラと感光体を当接させる（Ｓ１０４）。
【００４８】
続いて、正常に自動当接機構が動作して帯電ローラと感光体が当接したか否かを確認する（Ｓ１０５）。ＣＰＵ２０はメモリ２１に保存されている感光体と帯電ローラが当接した際の感光体と帯電ローラの間のギャップにおいて放電が開始される放電開始電圧値を取得する。その後、メモリから取得した規定値（例えば、ＤＣ−９００Ｖ）以上の帯電バイアスを印加手段としての高圧電源Ｓから帯電部材としての帯電ローラ印加する。ここで、自動当接機構が正常に動作して帯電ローラが感光体に当接した場合は、放電による電流が感光体と帯電ローラの間に流れる。逆に、感光体を皆伝駆動しても帯電ローラと感光体が離間している状態であれば、帯電ローラと感光体のギャップが広いため−９００Ｖを印加しても放電が発生しない。つまり、帯電ローラと感光体が離間状態であれば、ＣＰＵにより規定の帯電バイアスを帯電ローラに印加した時に、電流計２３から予想される電流値が帯電ローラと感光体の間に流れたことを検知できない。これにより、ＣＰＵ２０は自動当接機構の動作を確認し、帯電ローラが感光体に当接した場合（Ｓ１０５：ＯＫ）に、自動当接処理を完了してスタンバイ状態へ移行する。また、帯電ローラに−１３００Ｖ印加しても所望の約１５０ｍＡ（所定値）以下であった場合（Ｓ１０５：ＮＧ）、ＣＰＵ２０はＳ１０６の処理を実行する。
【００４９】
Ｓ１０６はユーザ（又は装置管理者）にエラーを報知するためのステップである。プロセスカートリッジが装着されていない場合や、自動当接機構が正常に動作しなかった場合に、制御手段としてのＣＰＵ２０はエラー情報を報知する。具体的には、画像形成装置の備えるディスプレイにエラー内容を表示し、さらに、ネットワークを介して装置管理者へ通知する。なお、エラーが発生した場合、ＣＰＵ２０は画像形成装置を画像形成可能なスタンバイ状態に移行させることなく、エラー対処手順をディスプレイに表示する。
【００５０】
■（画像形成終了時の動作について）
図５の（ｂ）は画像形成可能な状態（スタンバイ状態）において、画像形成信号が入力された際の処理を説明するためのフローチャートである。
【００５１】
画像形成装置に画像形成信号（ＪＯＢ）が入力されたとき、制御手段としてのＣＵＰ２０は感光体を正方向（図１の矢印方向）に回転させる。そして、入力された画像形成信号に従い各画像形成部を制御してシート上に画像を形成する（Ｓ２０１）。指定された画像の出力を終えると、ＣＰＵ２０はプリントを終了する（Ｓ２０２）。このとき、ＣＰＵは感光体の回転を停止させる。
【００５２】
その後、クリーニングブレードに溜まったトナーが次回プリント時にすり抜けてしまう画像不良を防ぐための処理を行う（Ｓ２０３）。具体的には、ＣＰＵ２０は停止した感光体を画像形成中の回転方向と逆方向に回転させる。そして、感光体を一定期間逆回転させた後、再びスタンバイ状態へ移行する。
【００５３】
本実施例の自動当接機構は感光体を逆回転させても、帯電ローラと感光体が再度離間しない構成（離間部材が帯電ローラの回転軸に遊嵌されている）になっている。そのため、クリーニングブレードの清掃性能を維持させるために画像形成終了後に感光体を逆回転させることができる。
【００５４】
§５．｛出荷時再離間工程について｝
工場出荷時にプロセスカートリッジの各部が所望の状態に組み立てられているかを確認するために感光体を回転させる。感光体を回転させると、自動当接機構によって帯電ローラが感光体に当接する。しかしながら、本実施例の自動当接機構は感光体を何れの方向に回転させても、帯電ローラと感光体が再度離間しない構成になっている。
【００５５】
このような構成において、帯電ローラと感光体を再離間させるために、プロセスカートリッジを試験後に分解して再度組み立てる方法が考えられる。しかしながら、組み立てたカートリッジを分解すると分解前の精度を保証することができなくなる。
【００５６】
そこで、本実施例のプロセスカートリッジは図７に示すような再離間処理のための再離間装置を挿入するための穴３００を設けた。これにより、感光体を回転させて試験した後にカートリッジを分解することなく、自動当接機構により帯電ローラと感光体を離間させることができる。これにより、カートリッジの組み立て精度を保証しつつ、カートリッジ出荷時に帯電ローラと感光体を離間させることができる。なお、工場出荷時においても、再離間の確認のために、帯電ローラに当接チェックバイアス（約−１５００Ｖ）を印加している。
【００５７】
具体的には、プロセスカートリッジの容器側面には帯電ローラを感光体から再離間させるための穴３００が設けられている。この穴３００から帯電ローラ２の芯金端部を第１の専用治工具２００にてバネ１０１の加圧力（付勢力）に抗して押し下げる。そして、第２の専用治工具２０１にて帯電ローラの両端に配置した２つの離間部材１００を同時移動（図中Ｆ）させて、帯電ローラと感光体を離間状態にする。これにより、動作チェック後のプロセスカートリッジを分解することなく、図３の（ａ）に示す離間状態に復元することができる。
【００５８】
つまり、本件構成のように感光体を何れの方向に回転させても、帯電ローラと感光体を再度離間できない自動当接構成において、カートリッジの組み立て精度を保証することができる。
【００５９】
§６．｛加振評価試験｝
従来構成のプロセスカートリッジと本実施例のプロセスカートリッジを試作し加振試験を行った。なお、従来構成の離間部材である扇状のギアは本実施例の被駆動部Ｐ２のギアと同じ形状（モジュール０・６）を採用した。また、扇状ギアの歯底円半径は本実施例における離間保持部（当接部）Ｐ１と帯電ローラの回転軸との距離（７ｍｍ）と同一にした。なお、帯電ローラの回転軸と扇状のギア（離間部材）は締まり嵌めを採用した。また、感光体の直径等は同一呼称寸法で製造した。
【００６０】
続いて、加振試験の試験条件について説明する。加振試験にはＩＭＶ社製の振動試験装置（２１０ｉ／０６）を用いた。具体的には、入力波形はランダム波形（３２ｋＮｒｍｓ）、周波数は２０〜２００Ｈｚで２０時間耐久試験を行った。
【００６１】
評価方法は本実施例と従来構成のカートリッジを１０個試作し、それぞれ個装箱に入れて試験した。加えて、従来構成のカートリッジを容積が２倍の個装箱に入れ、隙間部に気泡緩衝材（エアシート：登録商標）を詰めて試験した。
【００６２】
【表１】
0005653097.tif 000002
【００６３】
表１は加振試験の結果を示す表である。本実施例の構成のプロセスカートリッジは、試験後も１０個中１０個が感光体と帯電ローラが離間した状態を保っていた。従来構成では、１０個中２個のカートリッジが離間状態を保っていた。また、気泡緩衝材を用いた構成では、１０個中８個のカートリッジが離間状態を保っていた。なお、従来構成において、帯電ローラの回転軸と扇状のギアを遊嵌させて感光体に向けて加圧（付勢）すると、離間状態を保つことができなかった。これは、振動と嵌めあいの遊びによって、帯電ローラの中心と感光体の中心を結んだ直線からずれた方向に帯電ローラが付勢されることによって、扇状の離間部材が回転する方向にモーメントが働き易くなるためであると考えられる。反対に、帯電ローラの軸と扇状のギアを一体締結すると、帯電ローラが感光体と従動しなくなり帯電不良が発生するという問題が生じてしまう。
【００６４】
このように、従来構成では輸送に伴う振動を受けることによって、離間状態を保つことが困難であることがわかった。また、気泡緩衝材を用いた場合、本実施例と比較より劣るものの離間状態を保てることが解った。しかし、緩衝材はプロセスカートリッジを取り出した後は廃棄されるため使用量を極力減らす方が好ましい。また、個装箱の容積が増えると輸送に１個のカートリッジを輸送するための環境負荷が大きくなる。そのため、本件構成を採用することにより、緩衝材の使用量や容積を低減することができる。
【００６５】
（実施例２）
本実施例では、感光体ドラムの回転軸に離間部材１００を遊嵌する構成について説明する。なお、実施例１と同様の部分に関しては同一符号を付すこどによって説明を省略する。
【００６６】
§１．｛自動当接機構について｝
まず、本実施例の離間部材について簡単に説明した後、自動当接機構の動作について説明する。
【００６７】
■（離間部材について）
図８に示すように、本実施例の離間部材１００は感光体の回転軸に遊嵌するように設けられている。また、実施例１と同様に、退避手段としてのギア３０と歯合するギア部（Ｐ２）と、帯電ローラと感光体とを離間保持するための離間保持部（Ｐ１）を備える。本実施例の離間保持部Ｐ２の形状は帯電ローラに対して凹形状である。また、離間部材１００は感光体の周方向に感光ドラム１中心からの距離が異なる形状（Ｖ字形状）となっている。
【００６８】
■（自動当接機構の動作に関する説明）
図８は自動当接機構の動作を説明するための図である。図８の（ａ）は感光体と帯電ローラが離間した離間状態を示す図である。また、図８の（ｂ）は感光体と帯電ローラが当接した当接状態を示す図である。未使用（新品）のプロセスカートリッジは図８の（ａ）に示すような離間状態で工場から出荷される。
【００６９】
装置本体に装着されたプロセスカートリッジは本体側に設けられたモータＭからの駆動力を受けて離間状態（図８の（ｂ））になる。
【００７０】
ここで、離間部材１００のギア部と退避手段としてのギアは図８の（ｂ）：当接状態１のような状態では再度係合する可能性がある。具体的には重力によって離間部材１００が感光ドラム１の回転軸を中心として回動することによって再係合位置へと移動する可能性がある。そのため、一度自動当接機構が動作した後は再係合させないように、図８の（ｂ）：当接状態２に示すような状態へと離間部材を退避させるべきである。
【００７１】
そのため、本実施例においては、プロセスカートリッジが新品であることを検知した場合に、離間部材１００とギア３０が再度係合しないように、画像形成時とは逆方向に回転させるように制御する。なお、一つ注意したいのは、重力方向との関係である。離間部材の重心位置は図の感光体回転軸よりも右になる。（図８の（ａ）において）そのため、新品の時に画像形成時と同じ方向に回転させると、一度離間したギア同士が再度衝突してしまう。感光体を回転させるための駆動伝達系から動力を受けているギアに離間部材が衝突したり離れたりすると、感光体が安定して回転するのを阻害する。
【００７２】
そのため、本実施例を採用した構成では、画像形成装置は新品から離間させるときに、画像形成時とは逆方向に回転させると良い。なお、歯車の回転を逆にするリバースアイドラギアを駆動列に介してもよい。つまり、離間部材１００は離間状態において感光ドラム１の回転中心よりも重心が下方になったとしても、退避手段としてのギア３０と係合しないような形状、配置としている。
【００７３】
本実施例においても、退避手段１００は離間状態を安定維持するための形状を備える離間保持部と、駆動力を受ける被駆動部を備える。また、離間部材１００は感光ドラム１と同軸上に配置され、離間部材１００の回動中心は感光ドラム１の回転中心と一致させている。これにより、離間部材１００を回動させるための新たな軸を設置する必要がないため省スペース、且つ、シンプルな構成になる。つまり、離間部材１００は、感光体となる感光ドラム１と同軸上に配置され、感光体駆動源となるモータＭからの駆動力が入ることで離間部材１００が退避手段３０と連動して感光体となる感光ドラム１の同軸中心に回動する。
【００７４】
また、実施例１と同様に各軸間距離をＸ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´を用いて表現すると、Ｘ＜Ｙ、Ｘ´＜Ｙ´の関係が成り立つ。また、離間状態において、離間部材１００はギア３０と係合して固定されている。そのため、ギア列へ駆動力が入力されない限り、離間部材１００は帯電ローラ２と感光ドラム１を離間した状態を維持することができる。
【００７５】
（実施例３）
本実施例では、プロセスカートリッジの重力方向下方から露光する画像形成装置における構成について説明する。本件構成を採用することによって、重力を利用して離間部材１００と退避手段３０が再度係合することを抑制することができる。
【００７６】
§１．｛画像形成装置の全体構成について｝
図９は本実施例の画像形成装置の概略構成を説明するための図である。図９の矢印Ｇは重力方向下方を示す矢印である。プロセスカートリッジ５は実施例１と天地逆転の関係になるように画像形成装置に装着される。各構成は実施例１の構成と略同等であるため詳細な説明は省略する。なお、複数のプロセスカートリッジを用いてシート上にカラー画像を形成する装置に装着するプロセスカートリッジに本件構成を適応してもよい。さらに、感光体上に形成した画像を中間転写体に転写した後に、シート（記録材）に転写する構成に適応することもできる。
【００７７】
§２．｛自動当接構成について｝
以下に、本実施例における自動当接機構の動作について説明する。本実施例における離間部材１００の形状は実施例１の形状と同一のものを用いた。本実施例と実施例１では、プロセスカートリッジの画像形成装置本体に装着されたときの姿勢が異なる。図１０は本実施例における自動当接構成を説明するための図である。図１０の矢印Ｇに示す方向が重力方向下向である。
【００７８】
ここで、離間部材１００は帯電ローラの回転軸に遊嵌されている。そのため、離間状態（図１０の（ｂ））においては、離間部材１００の重心は帯電ローラの軸よりも重力方向下方に垂れ下がる。つまり、離間状態（図１０の（ｂ））において、離間部材１００は自重によりギア３０と係合しない位置を維持することができる。なお、帯電ローラ２は感光ドラム１に従動回転するように構成するとき、離間部材１００を帯電ローラの回転軸に遊嵌するように設けることによって、帯電ローラが感光ドラムに対してスリップすることを抑制することができる。
【００７９】
図１０の（ａ）は離間部材１００により帯電ローラ２と感光ドラム１が離間した離間状態を示す図である。また、図１０の（ｂ）は装置本体からの駆動力を受けて退避手段としてのギア３０から伝わる駆動力によって離間部材１００が回動し、帯電ローラと感光ドラム１が当接した当接状態を示す図である。新品（未使用）のプロセスカートリッジはカートリッジが装着された装置本体に設けられたモータＭからの駆動力を受けて、離間状態（図１０の（ａ））から当接状態（図１０の（ｂ））になる。
【００８０】
また、実施例１と同様に各軸間距離をＸ、Ｘ´、Ｙ、Ｙ´を用いて表現すると、Ｘ＜Ｙ、Ｘ´＜Ｙ´の関係が成り立つ。また、離間状態において、離間部材１００はギア３０と係合して固定されている。そのため、ギア列へ駆動力が入力されない限り、離間部材１００は帯電ローラ２と感光ドラム１を離間した状態を維持することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１  感光ドラム（像担持体）
２  帯電ローラ（帯電部材）
７  クリーニングブレード
Ｃ  コントローラ（制御手段）
Ｓ  高圧電源（印加手段）
Ｍ  モータ（駆動源）
２０  ＣＰＵ
２３  電流計（検知手段）
３０  退避手段（駆動伝達手段）
１００  離間部材
２００  離間用工具
３００  再離間用容器穴（当接確認手段）
Ｇ  重力方向下方
【図１】
0005653097.tif 000003
【図２】
0005653097.tif 000004
【図３】
0005653097.tif 000005
【図４】
0005653097.tif 000006
【図５】
0005653097.tif 000007
【図６】
0005653097.tif 000008
【図７】
0005653097.tif 000009
【図８】
0005653097.tif 000010
【図９】
0005653097.tif 000011
【図１０】
0005653097.tif 000012